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TelekommunikationssystemeInstitut für Informatik, Ludwig-Maximilians-Universität, München
Prof. Dr. Claudia Linnhoff-PopienInstitut für InformatikLudwig-Maximilians-Universität, München
Prof. Dr. Otto SpaniolLehrstuhl für Informatik IVRWTH Aachen
TelekommunikationssystemeWS 1999 / 2000
• Markus Garschhammer (LMU München)• Frank Imhoff (RWTH Aachen)• Bernhard Kempter (LMU München)• Annette Kostelezky (LMU München)• Axel Küpper (RWTH Aachen)• Jens Meggers (RWTH Aachen)
M MNTEAM
Unter Mitwirkung von
4. Vorlesung: Signalisierung4. Vorlesung:4. Vorlesung: SignalisierungSignalisierung
TelekommunikationssystemeInstitut für Informatik, Ludwig-Maximilians-Universität, München
Erstes Fernsprechamt mit achtTeilnehmern (Berlin, 1881)
TelekommunikationssystemeInstitut für Informatik, Ludwig-Maximilians-Universität, München
Wachstum des weltweitenTelekommunikationsverkehrs
nach SIEMENS
1997 1998 1999 2000 2001 2002 20030
20
40
60 [Millionen Anrufe]400
350
300
250
200
150
100
50
0
[Bytes pro Anruf]
ISUP INTUP
Trends:Trends:
• Anzahl der Nutzer �
• Gespräche pro Nutzer �
• Datenaufkommen pro Anruf �
Steuerdaten pro Anruf beiSteuerdaten pro Anruf bei
TUP ..... Telephon User Part
ISUP .... ISDN User Part
IN ........ Intelligentes Netz
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SignalisierungSignalisierung (Zeichengabe, Kennzeichengabe):(Zeichengabe, Kennzeichengabe):Übermittlung von Informationen - in codierter Form - zu Steuerungszwecken
Zweck: Verständigung von Teilnehmern des Netzes mit dem Netz bzw.
mit Einrichtungen des Netzes u.u.
• Signalisierungsnachrichten können in mechanischer, optischer oder
elektrischer Form übermittelt werden
• Sender und Empfänger können Personen oder Maschinen sein
In digitaler Telekommunikation: ermöglicht Signalisierung die Steuerungeinzelner Nachrichten, Kanäle oder auch kompletter Netze, insb.
- Auf/Abbau von Verbindungen, incl. Bereitstellung von Dienstmerkmalen
- Steuerung des Informationsflusses bestehender Verbindungen (Lastverteilung)
Was ist Signalisierung?
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Signalisierung im Netzvs. Teilnehmeranschlußleitung
Weitverkehrs-Netz
RegionaleNetze
Zugangsnetze
D-
Kanal
SS7
ISDN ISDN
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Anforderungen anSignalisierungssysteme
• Signalisierung muß im Hintergrund ablaufen - ein Teilnehmer soll nur das
Ergebnis wahrnehmen, nicht die Zeichengabe selbst
• Auf/ Abbau und Steuerung von Verbindungen müssen sehr schnell geschehen
• Signalisierung muß auch während einer bestehenden Verbindung möglich sein
• Signalisierungssysteme müssen über einen großen Codevorrat verfügen,
um existierende sowie künftige Anwendungen abzudecken
• Verfügbarkeit von Signalisierungsverbindungen muß hoch sein
• Signalisierungsverbindungen dürfen nicht medienabhängig sein
• Signalisierungsverbindungen müssen unabhängig von Nutzverbindungen sein
• Signalisierungssysteme müssen flexibel sein
• Signalisierungssysteme müssen wirtschaftlich sein
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Konsequenz:Teilung der Informationen
In Kommunikationsnetzen gibt es 2 Arten von Informationen:
NutzinformationenNutzinformationen und
VermittlungsinformationenVermittlungsinformationen(auch vermittlungstechnische Informationen,Signalisierungszeichen, Zeichengabe).
Klassische Übertragung:Klassische Übertragung: InbandsignalisierungInbandsignalisierung
Übertragungswege waren in der Vergangenheit für Nutzinformationenund Vermittlungsinformationen identisch.Die Vermittlungsinformationen wurden über das selbe Medium zeitlichvor und nach den Nutzinformationen übertragen.
Vermittlungsinformationen betrachteten nur jeweils beteiligteNetzknoten - alle anderen blieben unberücksichtigt.
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KanalgebundeneZeichengabe
Vermittlungsstelle A Vermittlungsstelle B
• Signalisierungszeichen werden je Übertragungsschnittstelle generiert• Empfängerseite: es erfolgt eine Trennung von Nutz- und
Signalisierungszeichen• Steuerrechner der einzelnen Netzknoten werden dann direkt
miteinander verbunden
64-kbit/s-Nutzkanäle
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Outbandsignalisierung
OutbandsignalisierungOutbandsignalisierung:Vermittlungsinformationen werden auf eigenständigen Übertragungs-wegen transportiert, die nur für diesen Zweck zur Verfügung stehen.
Diese Übertragungswege heißen ZentraleZentrale ZeichengabekanäleZeichengabekanäle(ZZK), die Signalisierung wird auch als Common ChannelCommon ChannelSignallingSignalling (CCS) bezeichnet.
Es entsteht eine eigenständige, von den Nutzkanälen unabhängigeKommunikation.
Ein gleichzeitiges Übertragen beider Informationsarten ist damit möglich.
Ziel:Ziel:• Signalisierungsmöglichkeiten sollen flexibler gestaltet werden• Zeichengabe parallel zur Übertragung von Nutzinformationen• Verhalten auch benachbarter Netzknoten soll betrachtet werden
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Kanalgebundene vs.Zentrale Zeichengabe
Vermittlungsstelle A Vermittlungsstelle B
Kanalgebundene Zeichengabe
64-kbit/s-Nutzkanal
64-kbit/s-Signalisierungskanal(Zentraler Zeichengabekanal)
64-kbit/s-NutzkanalGetrennte Behandlung von Nutz- und Signalisierungswegen.
BisherBisher:
JetztJetzt:
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Signalisierungsnetz
Signalisierungs- und Nutzkanäle sind jeweils 64-kbit/s-Kanäle.Diese Kanäle werden über landgestützte Verbindungen und Satellitenstrecken
geführt. Im allgemeinen handelt es sich dabei um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.
Die Instanzen der Signalisierung bilden zusammen mit denSignalisierungskanälen ein eigenes Netz - das SignalisierungsnetzSignalisierungsnetz.
Wir unterscheiden folglich:Nutzkanalnetz und Signalisierungsnetz.
Die Verbindungen im Nutzwegenetz werden durch die ausgetauschtenSignalisierungsinformationen im Signalisierungsnetz gesteuert.
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Nutzkanal- undSignalisierungsnetz
NutzkanalnetzNutzkanalnetz
VermittlungsstelleVSt B
VSt A VSt C
SignalisierungsnetzSignalisierungsnetz
SignalisierungsinstanzBetriebs/Wartungs-
zentrumZZK
ZZKZZK
Nutzkanal
Nutz-kanal
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Das Zeichengabenetz gestattet zwei Betriebsweisen:
AssoziierteAssoziierte SignalisierungSignalisierung::Feste Zuordnung von Nutz- und Zeichengabekanal.
Betriebsweisen
VSt A
SigFk.
VSt B
SigFk.Nutzkanal
Signalisierungskanal
VSt A
SigFk.
VSt B
SigFk.
Nutzkanal
Signalisierungskanal
VSt C
SigFk.
QuasiassoziierteQuasiassoziierte SignalisierungSignalisierung::Indirekte Zeichengabeverbindungen zwischen Netzknoten.
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Vermittlungsstellen, an denen Verbindungen beginnen und enden, heißen
TeilnehmervermittlungsstellenTeilnehmervermittlungsstellen (TVSt).
Logische Struktur desZeichengabenetzes
TVStTVSt
TrVSt
Transit-VSt
Wir unterscheiden:• SignalisierungspunkteSignalisierungspunkte
Signalling Points (SP), z.T. auch Signaling End Points (SEP)• SignalisierungstransferpunkteSignalisierungstransferpunkte
Signaling Transfer Points (STP), in denen keine Nutzkanäle bestehen
SP
STP
STP
SPSP
Hier: SEP
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Verbindungen zuanderen Netzen
Die einzelnen Netze müssen über eine ausreichende Anzahl von Nutz- undSignalisierungsverbindungen miteinander verbunden sein.
Gemeinsames Rückgrat für den logischen Zusammenhalt:ITU-T-Zeichengabeverfahren Nr. 7 =SignallingSignalling SystemSystem NoNo. 7, SS7. 7, SS7
USA: Einsatz bereits Anfang der 80er Jahre
• Mit diesem Zentralkanal-Zeichengabesystem wurden zum ersten Mal dieNutzwege von den Signalisierungswegen getrennt behandelt.
• Durch die Vernetzung der Signalisierungsnetze ist es möglich, daß sichdas ISDN der Deutschen Telekom und der Konkurrenzbetreiber sowieMobilnetze und Elemente des Intelligenten Netzes für den Kunden als eineinziges Netz darstellen.
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SS7 - Struktur
4. Vorlesung:Signalisierung in TK-Systemen
ISUP(neu)
ISUP(alt)
TUP DUP
TCAP
AE AEAE AE
TCAP TCAP TCAP
ASEINAP
ASEMAP
ASEOMAP
weitereASEs
SCCPTF
Signaling Data Link (Zeichengabekanal)
Signaling Network Functions (Zeichengabenetz)
Signaling Link Control (Zeichengabestrecke)
ISP (z.Z. leer)
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Struktur desZeichengabenetzes
Struktur des Zeichengabenetzes entspricht Netz der NutzkanälePraxis: 3-stufige Netzstruktur
ZweitabstützungZweitabstützung: jeder SP der zweiten und dritten Ebene erhält einenweiteren Zugang zu einem anderen regional benachbartenSP der darüberliegenden Ebene
1. Netzebene:Weitverkehrsnetz
2. Netzebene:Regionalnetz
SPSP SP3. Netzebene:Ortsnetz
...
...
STP STP
STP STP
STP STPSTP
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Das Schichtenprinzipin der Informatik
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SS7 vs. OSI
Signaling System No. 7 Open Systems Interconnection
Physical Layer
Data Link Layer
Network Layer
Transport Layer
Session Layer
Presentation Layer
Application Layer
Signaling Data Link
Signaling Link Control
Signaling Network Functions
User Parts
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ZeichengabestreckeZeichengabestrecke• Sichere Zeichenübermittlung• Rahmensynchronisation
AnwenderteilAnwenderteil• Ansteuerung der Vermittlung• Nachrichtenbehandlung
ZeichengabekanalZeichengabekanal• Zugriff über Koppelnetz• Physikalische Bitübertragung
SS7-Funktionen in denverschiedenen Ebenen
Die unteren drei Levels vom Signaling System No. 7 sorgen für diegesicherte Übermittlung der Signalisierungsnachrichten zwischen den
Signalisierungsstellen.
ZeichengabenetzZeichengabenetz• Nachrichtenleitweglenkung• Nachrichtenverteilung
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
User Parts
Signaling Link Control
Betrachten die Ebenen im Detail:
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Die 4. Ebene
Nachrichtenübertragungsteil(Message Transfer Part, MTP)
Ebenen 1-3
Unterscheiden Anwenderteile (User Parts) für verschiedene Anwendungenverschiedene Anwendungen:
SCCP
Signaling Connection Control Part
ISUP
ISDN User Part
TUP
Telefone User Part
DUP
Data User Part
Der Message Transfer Part entspricht in seiner Grundfunktion denOSI-Schichten 1-3, wobei zum Funktionsumfang der Ebene 3 noch ein Teil
aus dem SCCP hinzugezogen werden muß.
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
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SS7 EbeneSS7 Ebene 44:INAP Intelligent Network
Application ProtocolMAP Mobil Application PartOMAP Operations, Maintenance,
and Administration Part
Nachrichtenübertragungsteil(Message Transfer Part, MTP)
SS7 Ebenen 1-3SS7 Ebenen 1-3
Komplexere, verteilteAnwendungen
Signaling Data Link
Signaling Link Control
ISUP TUP DUPSCCP
Komplexere, verteilte Anwendungen basieren auf dem SCCP und verwenden inSchicht 7 einen speziellen Transaction Capabilities ApplicationTransaction Capabilities Application PartPart (TCAP).
TCAP TCAPTCAP
Signaling Network Functions
AE AE AE
ASE:INAP
ASE:MAP
ASE:OMAP...
Dieser gehört zu einer Application Entity (AE), zu der auch eine oder mehrereApplication Service Elements (ASEs) gehören, die anwendungsspezifisch sind.
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TCAP TCAPTCAP
ISUP TUP DUPSCCP
AE AE AE
ASE:INAP
ASE:MAP
ASE:OMAP
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
DUP
ASE:INAP
ASE:MAP
ASE:OMAP
ISUP(neu)
ISUP(alt,
bis‘96)
TUP DUP
TCAP
AE AEAE AE
TCAP TCAP TCAP
ASEINAP
ASEMAP
ASEOMAP
weitereASEs
SCCPTF
Signaling Data Link (Zeichengabekanal)
Signaling Network Functions (Zeichengabenetz)
Signaling Link Control (Zeichengabestrecke)
ISP (z.Z. leer)
IntelligentesNetz
Mobil-netze
Netz-mgmt.
... ISDN Telefon Daten
Aktuelle Struktur SS7
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SS7 - Der Nachrichtentransferteil
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
4. Vorlesung:Signalisierung in TK-Systemen
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Ebene 1:Signaling Data Link
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
Aufgabe:Aufgabe:• legt elektrische und funktionale Eigenschaften des Zeichenkanals fest
• einfachster Fall: 64-kbit/s-Kanal als zentraler Signalisierungskanal• physikalische Führung dieser Systeme wird als Zeichengabestrecke(Signaling Link) bezeichnet
• solche Zeichengabestrecken sind immer bidirektional• mehrere Signalisierungssysteme zwischen den gleichen Netzkomponentenwerden als Zeichengabebündel (Signaling Link Set) bezeichnet
MaßnahmenMaßnahmen bzglbzgl. Sicherheit/Ausfall:. Sicherheit/Ausfall:• Signalisierungskanäle können- wie Nutzkanäle - von digitalenVermittlungsstellen vermittelt werden
• Vermittlungsstellen sind immer zuunterschiedlichen Nachbarknotenverbunden
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Ebene 2:Signaling Link Control
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
Aufgabe:Aufgabe:
• sorgt für gesicherte Übertragung der Nachrichten höherer Stufen, insb.:vollständige Nachrichtenübertragung, in richtiger Reihenfolge, unverfälscht.
Nachrichtenblöcke werden durch Flags voneinander getrennt, numeriert (zwecksSicherstellung der Reihenfolge) und durch angefügte Blockprüfzeichen gesichert
• bei Fehlererkennung: Wiederholgung von Übertragung und Quittung
Prinzip:Prinzip:• Struktur der Signalisierungsblöcke auf Ebene 2 entspricht der OSI-Struktur vonHDLC (High Level Data Link Control)
• Am Anfang und Ende jedes Blocks wirddas FlagFlag „01111110“„01111110“ gesendet
• Tritt zwischen zwei Flags eine Folge vonmindestens 6 Einsen auf, so wird nach derfünften Eins eine Null eingeblendet, die beimEmpfang wieder entfernt wird
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Sicherungsmaßnahmenauf Ebene 2
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
ReihenfolgesicherungReihenfolgesicherung::BSN und FSN (Backward und ForwardSequence Number) sind Empfangs-und Sendefolgenummern, sie werdenzwischen 0 und 127 vergeben.
Wiederholung fehlerhafter Blöcke:Wiederholung fehlerhafter Blöcke:BIB und FIB (Backward und ForwardIndication Bit) dienen zusammen mitBSN und FSN als Quittungsindikatoren.
Außerdem:Preventive Cyclic RetransmissionPreventive Cyclic Retransmissiond.h. noch nicht bestätigte Blöcke könnenzyklisch vom Sender wiederholt werden
Dadurch schnellere Fehlerbehebungals bei konventionellem HDLC.
Nach dem Startbit erfolgtStandardkopfStandardkopf bestehend aus
- Backward SequenceNumber (BSN)
- Backward IndicationBit (BIB)
- Forward SequenceNumber (FSN)
- Forward Indication Bit (FIB)- Length Indicator (LI)
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Blocktypenauf Ebene 2
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
• Message SignalMessage Signal UnitUnit (MSU)
•• LevelLevel Status SignalStatus Signal UnitUnit (LSSU)
• FillFill-in Signal-in Signal UnitUnit (FISU)
F BSN BIB FSN FIB LI3..63
F BSN BIB FSN FIB
F BSN BIB FSN FIB
leer SIO SIF CK F
leer SF CK F
leer CK F
F ... Flag „01111110“... Standardkopf
SIO ... Service Information OctettSIF ... Signaling Information FieldCK ... Check BitsSF ... Status Field
8 7 1 7 1 6 2 8 (32+8*n) 16 8
LI1..2
LI0
8 7 1 7 1 6 2 8/16 16 8
8 7 1 7 1 6 2 16 8 = Bitanzahl
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Ebene 3:Signaling Network Functions
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
Aufgabe:Aufgabe:• Nachrichtenverteilung, z.B. Zustellung, Vermittlung zum Ziel-SP
• Steuerung des Zeichengabenetzes:d.h. Routing der Signalisierungsinformationen,Ersatzwegeschaltung bei Ausfall einzelner Signalisierungstrassen
Funktionen desFunktionen des SignalisierungsSignalisierungs--netzmanagementsnetzmanagements::• erfassen den Zustand von
Zeichengabestrecken
• ggf. Veranlassung von Ersatzschaltungen
SP
STP
STP
SPSP
STP‘
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Signaling Network Functions:Interne Nachrichtenleitung
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
Ebene 4
Ebene 2
Nachrichten-leitweglenkung
Nachrichten-verteilung
Nachrichten-unterscheidung
Ebene 3:Signaling Network Functions
Nachrichten der Ebene 3 enthalten:Nachrichten der Ebene 3 enthalten:• Originating Point Code (OPC) und• Destination Point Code (DPC)
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Signaling Network Functions:Nachrichtenformate
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
DUP
ASE:INAP
ASE:MAPASE:
OMAP
ISUP(neu)
ISUP(alt,
bis‘96)
TUP DUP
TCAP
AE AEAE AE
TCAP TCAP TCAP
ASEINAP
ASEMAP
ASEOMAP
weitereASEs
SCCP
TF
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
ISP (z.Z. leer)
Nachrichtenformate:Nachrichtenformate:Nachrichten der Ebene 3 haben einen festgelegten Aufbau, in dem
vier Formate nach der jeweiligen Anwendung unterschieden werden:
Typ A: ManagementinformationenTyp B: TUP-NachrichtenTyp C: ISUP-NachrichtenTyp D: SCCP-Nachrichten
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Signaling Network Functions:Aufbau der Nachrichten
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
Typ A: Managementinformationen
Typ B: TUP-Nachrichten
Typ C: ISUP-Nachrichten
Typ D: SCCP-Nachrichten
SLS OPC DPC
Signalisierungsnachricht
Circuit ID
Circuit ID
Managementinformationen
SLS ... Signalling Link SelectionOPC ... Originating Point CodeDPC ... Destination Point CodeCircuit ID ... Circuit ID Code
Routing Label
OPC DPC
OPC DPC
OPC DPC
Signalisierungsnachricht
Signalisierungsnachricht SLS
SLS
SLS
Routing Label
Routing Label
Routing Label
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SS7 -
SCCP und Anwenderteile
4. Vorlesung:Signalisierung in TK-Systemen
INAP MAP OMAP ASEs
SCCP
TUP,
...
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SCCP
DUP
ASE:INAP
ASE:MAPASE:
OMAP
ISUP(neu)
ISUP(alt,
bis‘96)
TUP DUP
TCAP
AE AEAE AE
TCAP TCAP TCAP
ASEINAP
ASEMAP
ASEOMAP
weitereASEs
SCCP
TF
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
ISP (z.Z. leer)
INAP MAP OMAP ASEs
SCCP
Signaling Connection ControlSignaling Connection Control Part (SCCP)Part (SCCP)unterstützt Anwenderteile für
das ISDN, die Mobilnetze oder die Dienstesteuerung des Intelligenten Netzes
Ziel: flexiblerer Transport von Signalisierungsnachrichten
GlobalGlobal TitlesTitles
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SCCP - Global Titles
GlobalGlobal TitleTitle (GT):(GT):Adresse, die von SCCP-Instanzen in einen Destination Point Code (DPC)umgewandelt und in Ebene 3 weiterverarbeitet wird
Anwendungen:Anwendungen:• Bei Dienstaufrufen des Intelligenten Netzes -
zur Ermittlung des jeweiligen Ziels muß erst eine Datenbankabgefragt werden
• Beim Wählen einer Rufnummer
im Mobilfunknetz - es muß erstder aktuelle Aufenthalt desZiels ermittelt werden
INAP MAP OMAP ASEs
SCCP
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SCCP:Die 4 Protokollklassen
Klasse 0Klasse 0 (z.B. für IN, Mobilfunk)::• Verbindungslose Übertragung von Nachrichten• Längere Nachrichten können in einzelne Segmente aufgeteilt werden
und sich überholen - höhere Instanzen stellen Reihenfolge wieder her
Klasse 1Klasse 1 (z.B. für IN, Mobilfunk)::• Verbindungslose Übertragung von Nachrichten mit Sequenzsicherung• Zusammengehörende Nachrichten verwenden gleichen SLS-Code• Nachrichtenüberholungen sind nicht möglich
Klasse 2Klasse 2 (z.B. für ISDN)::• Verbindungsorientierte Nachrichtenübertragung• Auf- und Abbau von Signalisierungs-verbindungen zwischen zwei Knoten
Klasse 3Klasse 3 (z.Z. nicht verwendet)::• Verbindungsorientierte Nachrichten-übertragung mit Flußkontrolle
• End-to-End-Sicherung
INAP MAP OMAP ASEs
SCCP
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Nachrichten des SCCP
Nachricht Abkürzung Kl. 0 Kl. 1 Kl. 2 Kl. 3Connection Request CR * *Connection Confirmation CC * *Connection Refused CREF * *Released RLSD * *Release Complecte RLC * *Data Form 1 DT1 *Data Form 2 DT2 *Data Acknowledgement AK *Unidata UDT * *Unidata Service UDTS * *Expedited Data ED *Expedited Data Acknowledge EA *Reset Request RSR *Reset Confirm RSC *Protocol Data Unit Error ERR * *Inactivity Test IT * *Extended Unidata XUDT * *Extended Unidata Service XUDTS * *
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VerbindungsorientierteProzedur des SCCP (Klasse 2)
SCCP A SCCP B
CR
CC
DT1
RLSD
RLC
DT1
DT1
Verbindungs-
aufbau
Nachrichten-
austausch
Verbindungs-
abbau
CR ...Connection RequestCC ...ConnectionConfirmationDT1 ...Data Form1RLSD ...ReleasedRLC ...Release Complete
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Link-by-Link vs. End-to-End
Grundsätzlich Unterscheidung von Link-by-Link- und End-to-End-Verbindungen.MTP-MTP-EndEnd-to--to-EndEnd:: Signalisierungsnachrichten werden mittels der Nachrichten-Routing-Funktion in der Ebene 3 des MTP weitergeleitet.
ISUP-ISUP-EndEnd-to--to-EndEnd:: Durch die Pass-Along-Methode, d.h. durch Kettung vonLink-by-Link-Verbindungen hat ISUP selbst auch die Möglichkeit von End-to-End
SCCP-SCCP-EndEnd-to--to-EndEnd:: durch Global-Title-Festlegungen für Leitung vonSignalisierungsnachrichten wird Steuerung von Leistungsmerkmalen möglich
MTP MTP MTP MTPISUP ISUPTransit-VSt Transit-VSt
MTP MTP MTPISUP ISUPISUP ISUP
MTP MTP MTP
Link-by-Link
End-to-EndMTP MTP MTPSCCP SCCPSCCP SCCP
MTP MTP MTP
ISUP ISUP
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Transaction CapabilitiesApplication Part (TCAP) für IN
INAP MAP OMAP ASEs
SCCP
TCAP TCAP TCAP TCAP
Zur Unterstützung komplexerer Anwendungen wie z.B.
• Datenbankabfragen bei Diensten des IN‘s:
• Mobilfunkanwendungen
• Managementanwendungen
SPSTP STP
SPISUPISUP
ISUPISUP ISUPTCAPINAP
Transit-VSt Transit-VSt
0800/123456089/90019358
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TCAP für den Mobilfunkam Bsp. Verbindungsaufbau
MSC ... Mobile Switching CenterHLR ... Home Location RegisterVLR ... Visitor Location Register
MSC
VLR HLR
AccessPoint
Festnetz1
234
56
7 7 7
88 8
9
10
INAP MAP OMAP ASEs
SCCP
TCAP TCAP TCAP TCAP
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Anwenderteile von SS7als Schnittstelle für ISDN
DUP
ASE:INAP
ASE:MAPASE:
OMAP
ISUP(neu)
ISUP(alt,
bis‘96)
TUP DUP
TCAP
AE AEAE AE
TCAP TCAP TCAP
ASEINAP
ASEMAP
ASEOMAP
weitereASEs
SCCP
TF
Signaling Data Link
Signaling Network Functions
Signaling Link Control
ISP (z.Z. leer)
Aufgabe des SS7: Austausch von Signalisierungsnachrichten
Nun: Signalisierungsnachrichten werden durch Anwenderteile ausgetauscht.
Man unterscheidet:
• Telefon Unser Part (TUP)• Data User Part (DUP)• ISDN User Part (ISUP)• Broadband ISDN-UP (B-ISUP)
TUP war erster Anwenderteil,darauf aufbauend wurde der ISUPzum heute wichtigsten Anwenderteil.
Aufgaben des ISUP:
• Auf/Abbau von Nutzkanälen• Zeichengabe für Dienstmerkmale• Kopplung logischer Verbindungenz.B. Übergang nat./int. Netz
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ISUP-Nachrichten
Insgesamt gibt es 45 Nachrichten, die im ISDN User Part gebraucht werden.Diese Nachrichten werden zwischen den Vermittlungsstellen zur Weiter-leitung von ISDN-Signalen verwendet.
Zu den gebräuchlichsten ISUP-Nachrichten gehören die folgenden:
ACM Address Complete Gerufener Teilnehmer ist frei,Ruf erfolgt.
ANM Answer Gerufener Teilnehmer hat Rufangenommen.
IAM Initial Address Dient der Belegung des Nutzkanals.Enthält Rufnummer o.ä.
REL Release Einleitung des Nutzkanal-Abbaus.RLC Release Complete Freigabe des Nutzkanals erfolgt.SAM Subsequent Address Transport von Wahlinfos zu VSt, die
bereits IAM-Nachricht erhalten haben
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D-Kanal-Protokoll
4. Vorlesung:Signalisierung in TK-Systemen
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S0-Schnittstelle fürISDN-Basisanschluß
Abschlußeinheit
des Netzes
2 D-Kanäle1 B-Kanal
S0-Schnittstelle
Network
Termination
(NT)
B-Kanal
64 Kbit/s
B-Kanal
64 Kbit/s
D-Kanal
16 Kbit/s
DIVO(Digitale Orts-
vermittlungsstelle)
Betreiber-HoheitBetreiber-Hoheit(z.B. Telekom)(z.B. Telekom)
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S2M-Schnittstelle für ISDN-Primärmultiplexanschluß
Network
Termination
(NT)
Abschlußeinheit
des Netzes
2 x2 Mbit/s
S2M-Schnittstelle
DIVO(Digitale Orts-
vermittlungsstelle)Gebührenfreie interneKommunikation
Betreiber-HoheitBetreiber-Hoheit(z.B. Telekom)(z.B. Telekom)
TKAnl
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Die Schichten desD-Kanal-Protokolls
Schicht 3 - Vermittlungsschicht (NetworkSchicht 3 - Vermittlungsschicht (Network LayerLayer))Beschreibung der eigentlichen Signalisierungsnachrichten zwischen den
Endeinrichtungen der digitalen Teilnehmervermittlungsstelle.
Schicht 2 - Sicherungsschicht (Schicht 2 - Sicherungsschicht (DataData LinkLink LayerLayer))Sichert den Nachrichtenaustausch zwischen den Endeinrichtungen und der
digitalen Teilnehmervermittlungsstelle auf der Basis der
Link Access Procedure on the D-Channel (LAPD)
Schicht 1 -Schicht 1 - BitübertragungsschichtBitübertragungsschicht ((Physical LayerPhysical Layer))Realisiert die synchrone digitale Signalübertragung zwischen der
Endeinrichtung und der Vermittlungsstelle
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Schicht-3-Nachrichten
Aus der Menge der Schicht-3-Nachrichten des D-Kanal-Protokolls sollen im
folgenden diejenigen vorgestellt werden, die zum Verbindungsaufbau nötig sind.
Alle vorgestellten Nachrichten können sowohl vom Netz als auch von der Teil-nehmerstation gesendet werden.
SETUP Einleitung des Verbindungsaufbaus
SETUP ACKNOWLEDGE Anzeige, daß Verbindungsaufbau eingeleitet werdenkann
INFORMATION Enthält die gewählte Rufnummer
ALERTING Zeigt an, daß sich das Endgerät gemeldet hat (klingelt)
CONNECT Zeigt an, daß die Verbindung angenommen wurde(Gerufener Teilnehmer hat Hörer abgenommen)
CONNECT ACK Quittung auf eine CONNECT-Nachricht
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D-Kanal und SS7:Beispiel Verbindungsaufbau
ZugangsVSt ZugangsVStTransitVSt
STP
B-Kanal B-Kanal
D-Kanal D-KanalSS7 SS7
SEP SEP
Abheben
Wählen
Klingeln
Abheben
Verbindung ist durchgeschaltet
SetupSetup_Ack.Information
...
Alerting
Connect
SetupAlertingConnect
Connect_Ack
IAM
ACM
ANM
IAM
ACM
ANM
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Signalisierungssysteme
in der Praxis
4. Vorlesung:Signalisierung in TK-Systemen
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Signaling System NetworkControl (SSNC)
Quelle: SIEMENS
Umsetzung von SS7 im SIEMENS‘ Digital Electronic Switching System (EWSD)
SSNC existiert als Komponenten:SEP, STP und SRP (Signaling Relay Point) sowie Kombinationen
SSignalingignaling
SSystemystem
NNetworketwork
CControlontrol
TelekommunikationssystemeInstitut für Informatik, Ludwig-Maximilians-Universität, München
SSNC - Netzübergänge
Quelle: SIEMENS
Intelligentes Netz
Mobilfunknetz
Festnetzanalog/ISDN
Internet
InternationalesNetz
Nachbarnetze
KonventionelleSS7-Verbindung
High-speedSignaling LinkService Control Point
STPSRP
STPSRPSEP
SEP
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Betriebsweisen beimSSNC
Quelle: SIEMENS
LokaleEbene
Transit-ebene
ÜberlagertesNetz
Szenario 2/3:SEP-SEP ohneSignalierungs-
verbindungmöglich
Szenario 1:Assoziierte Signalisierung
ohne STP‘s
SEP
SEP
SEP
SEP
STP
Szenario 2: Quasi-assoziierte Signalisierung
mit stand-alone STP‘s
SEP SEP
Szenario 3: Quasi-assoziierte Signalisierung
mit integrierten STP‘s
Vermittlungsstelle
Signalisie-rungspunkt
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Architektur Stand-alone SSNC(Szenario 2)
Quelle: SIEMENS
ATM SwitchingNetwork
MainProcessor
Signaling LinkTermination
StatisticsSupport
SignalingManager
Operation,Admin.&Maint.
Line Inter-face Card
TelecommunicationManagement
Network
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Architektur Integrated SSNC(Szenario 3)
Quelle: SIEMENS
SwitchingNetwork
MessageBuffer
CoordinationProcessor
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SSNC Dienstmerkmale:SS7 Screening
Quelle: SIEMENS
Ablehnung von nicht-autorisierten Signali-sierungsnachrichten
Weiterleitung vonautorisiertem Signali-
sierungsverkehr
Screening des• MTP (Message Length, NetworkIndicator, Source, Destination, ...)
• SCCP (Address, Protocol Class, ...)
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SSNC Dienstmerkmale:SS7 Accounting
Quelle: SIEMENS
Accounting ist möglichin Netzknoten, die alsSTP oder auch SRParbeiten
Abrechnung istmöglich in Formder Zählung vonMTP- oder SCCP-Nachrichten
Vorteil für Netzoperator:• Vermarktung von Kapazität• Verifikation von Verkehr,der von anderen Netzenin Rechnung gestellt wird
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SSNC -Global Title Translation (GTT)
Quelle: SIEMENS
GGT-Funktion:GGT-Funktion:Im SCCP implementiert
• Adreßdaten aus SS7-Nachrichten werdenanalysiert
• Ggf. Weiterleitung anzentral verwalteteDatenbanken
• Konvertiertung
Datenbank desIntelligenten Netzes
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SSNC -Number Portability
Quelle: SIEMENS
Number Portability (NP)Server für 8 Mio. über-tragbare Rufnummern
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Danksagung
Ich bedanke mich für die Unterstützung dieser Vorlesung bei den Firmen
SIEMENS AGSIEMENS AGInformation and Communication Networks
Wireline Network Communication
Carrier Switching Networks
I-I-NovaNova Deutsche TelekomDeutsche Telekom InnovationsgesellschaftInnovationsgesellschaft mbHmbH
DeTeSystemDeTeSystem
und dem
Museum für Nachrichten- undMuseum für Nachrichten- und HochfrequenztechnikHochfrequenztechnik,,
ProfProf.. LükeLüke, RWTH Aachen, RWTH Aachen